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目的观察骨形态发生蛋白7(Bone morphogenetic protein-7,BMP-7)复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)软骨向分化的影响,为临床软骨缺损修复提供实验依据。方法1扫描电镜观察国产多孔钽支架材料表面特征;2分离培养3周龄雄性SD大鼠(由北京华阜康生物提供)的BMSCs并观察细胞形态;3流式细胞仪鉴定BMSCs;4 BMSCs与多孔钽复合培养生长状态观察组:实验组细胞与多孔钽复合培养,对照组单纯细胞培养,倒置相差显微镜观察BMSCs与国产多孔钽复合培养第3、5、7天的形态特点;5鬼笔环肽染色观察细胞与多孔钽复合培养后第5天的生长状况;6CCK-8法检测第1、3、5、7天两组细胞增殖状态;7 BMP-7因子干预分组:A组:BMSCs+软骨细胞诱导液;B组:BMSCs+软骨细胞诱导液+BMP-7;C组:BMSCs+软骨细胞诱导液+多孔钽;D组:BMSCs+软骨细胞诱导液+多孔钽+BMP-7。诱导第3、5、7天分别用甲苯胺蓝染色和二型胶原(Collagen II,Col-II)免疫荧光染色对A、B两组诱导后的细胞进行形态学观察鉴定;8诱导第7、14、21天,采用扫描电镜观察细胞与国产多孔钽支架材料复合培养情况;9诱导第7、14、21天,ELISA法检测细胞分泌Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白(SRY type high mobility group protein,Sox-9)、基质金属蛋白酶13(Matrix Metalloproteinase 13,Mmp-13)的水平;10诱导第7、14、21天,Western-blot法检测细胞中Col-II、Sox-9、Mmp-13的表达;11诱导第3、7天用激光共聚焦显微镜及荧光显微镜检测BMSCs软骨向分化过程中钙离子变化。结果1国产多孔钽支架材料为三维立体多孔状结构,孔间相互联通与人体松质骨结构类似。2刚接种的骨髓组织种类多样,细胞不易分类,随着传代次数的增加细胞均匀分布,第3代BMSCs呈长梭形、漩涡状密集生长。3流式细胞仪鉴定第3代骨髓间充质干细胞表面CD45表达为阴性,表达率为0.82%,CD29、CD90表达为阳性,阳性率分别为96.91%,93.55%,鉴定结果表明第3代细胞为纯度较高的骨髓间充质干细胞。4倒置相差显微镜观察显示实验组骨髓间充质干细胞在多孔钽周围生长,并随着培养时间的延长钽周围的细胞逐渐增多,证明国产多孔钽的生物相容性良好。5鬼笔环肽染色观察显示,细胞在多孔钽表面及周围生长且增殖良好。6CCK-8法检测细胞增殖显示实验组培养第3、5天的增殖慢于对照组(P<0.05),培养第1、7天的增殖与对照组无差异(P>0.05),提示国产多孔钽支架材料细胞相容性良好。7甲苯胺蓝染色表明BMSCs的软骨向分化诱导成功。8二型胶原免疫荧光染色表明BMSCs的软骨向分化诱导成功,随诱导时间延长软骨细胞的诱导量逐渐增多。9扫描电镜观察显示,细胞在多孔钽表面及内部生长及增殖良好,随共培养时间延长,细胞逐渐将多孔钽覆盖。10 ELISA结果显示培养第7、14、21天时,A-D组Col-II、Sox-9质量浓度逐渐升高(P<0.05)。培养第7天时,A-D组Mmp-13质量浓度逐渐减少(P<0.05),培养第14天时,A组高于其余3组(P<0.05),B-D组间比较无统计学意义(P>0.05),培养第21天时,4组间比较差异无显著性意义(P>0.05)。11 Western-blot检测显示培养第7、14、21天时,A-D组Col-II、Sox-9蛋白表达逐渐升高(P<0.05)。培养第7天时,A-D组Mmp-13蛋白表达逐渐减少(P<0.05),培养第14天时,A组高于C、D组(P<0.05),B、C组高于D组(P<0.05),培养第21天时,A组高于其余3组(P<0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P>0.05)。12激光共聚焦显微镜及荧光显微镜检测钙离子变化显示B组比A组细胞的钙离子荧光强度强,差异有显著性意义(P<0.05),D组比C组细胞的钙离子荧光强度强,差异有显著性意义(P<0.05),表明加BMP-7因子组比不加BMP-7因子组诱导效果好。结论1骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽可以促进骨髓间充质干细胞向软骨方向分化。2骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽可以增强诱导后的软骨细胞表达Col-II、Sox-9蛋白,同时可以增加细胞内钙离子浓度,对软骨细胞的功能和稳定性有一定的保护作用。3骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽可以降低软骨细胞Mmp-13的生成,确保骨髓间充质干细胞向软骨细胞生成的稳定性。说明骨髓间充质干细胞的软骨向分化可能作为软骨缺损修复的功能细胞。图20幅;表13个;参107篇。